Состояние сперматогенеза и антиоксидантной активности эякулята у молодых мужчин с постпубертатным висцеральным ожирением и неотягощенным андрологическим анамнезом

Обоснование

Избыточное накопление жира в брюшной полости (висцеральное ожирение) является типичным для мужчин и может развиваться в молодом, репродуктивно активном возрасте, а развитие этого заболевания негативно влияет на половую функцию [1, 2]. Разными исследователями проводились работы, направленные на изучения влияния ожирения на сперматогенез и развитие бесплодия у мужчин [3, 4, 5]. Но в эти исследования включались мужчины с патогенетическими факторами развития патозооспермии, которые могли быть и не связаны с ожирением, как таковым. Кроме того, в большинстве работ не использовалась электронная микроскопия, что снижает вероятность выявления ультраструктурных нарушений сперматозоидов. В ранней нашей работе была установлена большая распространенность патозооспермии у мужчин с висцеральным ожирением даже с учетом отсутствия больных с отягощенным андрологическим анамнезом [6]. Однако недостатком этого исследования являлось отсутствие группы сравнения, а также анализа качества сперматогенеза в зависимости от величины окружности талии (ОТ).

Цель

Оценка состояния сперматогенеза и антиоксидантной активности эякулята (АОА) у пациентов с постпубертатным висцеральным ожирением в сравнении со здоровыми мужчинами в зависимости от величины ОТ, с учетом исключения возрастных, пубертатных и других рисков патозооспермии, не связанных с ожирением.

Методы

Дизайн исследования

Сплошное одномоментное исследование.

Критерии соответствия

В основную группу исследования включались совершеннолетние пациенты мужского пола с постпубертатным алиментарным висцеральным (ОТ от 98 см) ожирением в возрасте до 30 лет включительно. Критериями исключения являлись: ИМТ >35 кг/м2, объем любого из яичек менее 15 мл, нарушения кариотипа, задержка полового развития, наличие в анамнезе крипторхизма, варикоцеле, воспалительных заболеваний, опухолей, травм или хирургических вмешательств на половых органах и области головного мозга, включая гипофиз, криптозооспермия, азооспермия, бактериоспермия, лейкоспермия, урогенитальные инфекции, носительство антиспермальных антител, сахарный диабет, гипергонадотропный и гипогонадотропный гипогонадизм, гипотиреоз, гиперпролактинемия, гиперкортицизм.

В группу сравнения включались здоровые мужчины в возрасте до 30 лет включительно.

Условия проведения

Пациенты, проходившие обследование в отделении андрологии и урологии ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» Минздрава России.

Продолжительность исследования

Исследование одномоментное, данные собирались однократно.

Описание медицинского вмешательства

Осуществлялся забор крови в пробирки типа «вакутейнер» в утреннее время натощак из локтевой вены, а также эякулята в стерильные контейнеры путем мастурбации (половое воздержание 3–5 сут).

Основной исход исследования

Основным исходом исследования является получение данных о состоянии сперматогенеза у молодых мужчин с висцеральным ожирением в сравнении со здоровыми мужчинами, а также данных о качестве сперматогенеза в зависимости от величины ОТ.

Дополнительные исходы исследования

Дополнительным исходом исследования является получение данных об АОА эякулята в исследуемых группах.

Анализ в подгруппах

Всего в исследование включено 80 пациентов с ожирением, которые были разделены на 2 группы по 40 человек в каждой: 1-я группа – мужчины с ОТ от 98 до 101 см, 2-я группа – мужчины с ОТ >102 см; а также группа сравнения, включившая 30 здоровых мужчин.

Методы регистрации исходов

У всех пациентов были определены индекс массы тела (ИМТ) и ОТ. С целью оценки объема яичек проводилось ультразвуковое исследование на аппарате Aloka ProSound SSD-α 10 с использованием линейного датчика с частотой 10 МГц. Уровни лютеинизирующего гормона (ЛГ, норма 2,5–11,0 ЕД/л), фолликулостимулирующего гормона (ФСГ, норма 1,6–9,7 ЕД/л) и общего тестостерона (норма 12,0–33,3 нмоль/л) определялись в трех аликвотах сыворотки крови на автоматическом анализаторе Vitros 3600 (Johnson and Johnson (США)) методом усиленной хемилюминесценции. Оценка спермограмм осуществлялась в соответствии с рекомендациями ВОЗ, 2010 г., путем световой микроскопии с помощью микроскопа Olimpus 41 CX (Япония) и камеры Маклера того же производителя [7]. Учитывая, что на параметры спермограммы может влиять множество различных факторов, ее анализировали двукратно (ориентировались на лучший результат). Кроме того, с целью оценки содержания сперматозоидов с интактными головками и отсутствием патологических изменений (норма> 4%), сперматозоидов с недостаточно конденсированным хроматином (норма <30%), а также оценки патологических изменений головки, шейки, акросомы и жгутика сперматозоидов проводилось электронно-микроскопическое исследование эякулята (ЭМИС). Эякулят после разжижения фиксировали 2,5% раствором глутарового альдегида на 0,1М какодилатном буфере (рН 7,2–7,4) и 1% р-ром осмиевой кислоты и заливали в эпоксидную смолу. Ультратонкие срезы получали на ультрамикротоме Reichert III и просматривали в электронном микроскопе Hitachi 700 [8, 9, 10]. АОА эякулята (норма 1,5–3,2 мМ-экв) определялась с использованием многофункционального потенциометрического анализатора «МПА-1» (НПВП «Ива», г. Екатеринбург) и медиаторной системы, содержащей K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6] в соотношении 0,01М/0,0001М. Али квота эякулята 0,2 мл, буферный раствор с медиаторной системой – 1 мл [11].

Этическая экспертиза

Протокол №1 от 01.02.2017 г заседания ученого совета ФГБУ «Эндокринологический научный центр» Минздрава России.

Статистический анализ

Принципы расчета размера выборки: размер выборки предварительно не рассчитывался.

Методы статистического анализа данных. Статистическая обработка полученных данных была проведена с использованием пакета прикладных программ Statistica (StatSoft Inc. США, версия 8.0). Сравнение двух независимых групп осуществлялось непараметрическим методом с использованием U-критерия Манна-Уитни. Количественные данные представлены в виде медиан и границ интерквартильного интервала. Статистически значимыми считали различия при p<0,05.

Результаты

Объекты (участники) исследования

В сплошное одномоментное исследование было включено 80 совершеннолетних пациентов мужского пола с постпубертатным алиментарным висцеральным (ОТ от 98 см) ожирением в возрасте до 30 лет включительно, а также 30 здоровых мужчин.

Основные результаты исследования

Показатели качества сперматогенеза мужчин с висцеральным ожирением были статистически значимо хуже таковых у здоровых мужчин (табл. 1). Эти различия были очевидны не только при превышении ОТ величины 102 см, но и 98 см. АОА эякулята при висцеральном ожирении также являлась более низкой, нежели у здоровых мужчин.

Таблица 1. Результаты обследования мужчин

* U-критерий Манна-Уитни; p1 – анализ 1-й группы и группы сравнения; p2– анализ 2-й группы и группы сравнения; p3– анализ 1-й группы и 2-й группы.

Дополнительные результаты исследования

При проведении межгруппового анализа были выявлены статистически значимые различия в ОТ и ИМТ, уровне общего тестостерона, концентрации, жизнеспособности, подвижности и морфологии сперматозоидов, а также содержании сперматозоидов с недостаточно конденсированным хроматином. Статистически значимые различия в ОТ и ИМТ были обусловлены целевым делением пациентов на группы. Несмотря на то что уровни тестостерона у пациентов с ОТ более 98 см были статистически значимо ниже, чем у здоровых мужчин, тем не менее они оставались в пределах нормальных значений у подавляющего большинства обследованных – границы интерквартильного отрезка – 12,8–16,2 нмоль/л, в то время как у пациентов с ОТ более 102 см выявлялось много пациентов с гипогонадизмом – границы интерквартильного отрезка – 9,8–15,6 нмоль/л. Различия в показателях сперматогенеза выявлялись как при сравнении данных обследования здоровых мужчин с пациентами с ОТ более 98 см, так и 102 см. При этом показатели концентрации и жизнеспособности сперматозоидов хоть и снижались по мере увеличения выраженности висцерального ожирения, но соответствовали нормальным значениям у большинства мужчин. Выраженность тератозооспермии являлась наиболее заметной в группе пациентов с ОТ более 102 см, при этом изменения затрагивают в основном головку сперматозоидов. Для показателей АОА эякулята и недостаточно конденсированного хроматина характерна та же тенденция. Следует отметить, что патологическое снижение АОА эякулята отмечается уже у многих пациентов с висцеральным ожирением при окружности талии менее 102 см – границы интерквартильного отрезка – 0,9–1,9 мМ-экв. Не было выявлено статистически значимых различий в показателях активно подвижных форм сперматозоидов (подвижности сперматозоидов) при сравнении здоровых мужчин и пациентов с ОТ более 98, но менее 102 см.

Нежелательные явления

Нежелательные явления отсутствовали.

Обсуждение

Резюме основного результата исследования

Развитие висцерального ожирения сопровождается ухудшением сперматогенеза и снижением АОА эякулята.

Обсуждение основного результата исследования

Предыдущие исследования демонстрируют некоторую противоречивость результатов в отношении влияния ожирения на сперматогенез [4, 5, 12]. Это может объясняться тем, что большинство работ основано на измерении ИМТ, не вполне отражающего висцеральное ожирение. Кроме того, небольшая выраженность ожирения не приводит к развитию патоспермии, что продемонстрировано как в нашей работе, так и в других исследованиях [6, 12]. Но, тем не менее, при висцеральном ожирении даже небольшой выраженности показатели сперматогенеза хуже таковых у здоровых мужчин, что позволяет предполагать наличие влияния любого висцерального ожирения на мужскую фертильность. Если же висцеральное ожирение является выраженным (ОТ более 102 см), то отмечается ухудшение концентрации, подвижности и морфологии сперматозоидов, что продемонстрировано как в нашем исследовании, так и в работах других авторов [4, 5]. Кроме того, в нашем исследовании для пациентов с выраженным висцеральным ожирением было характерно развитие гипогонадизма, являющегося патогенетическим фактором патозооспермии самим по себе. В других работах также демонстрируется роль ожирения в развитии гипогонадизма [1, 13]. Однако только развитием гипогонадизма объяснить снижение сперматогенеза и нарушения конденсации хроматина не представляется возможным. Другим патогенетическим фактором, выявленным в нашем исследовании, является оксидативный стресс. Снижение АОА эякулята отмечалось уже у мужчин с ОТ более 98 см, являясь наиболее выраженным у пациентов с ОТ более 102 см. На роль оксидативного стресса в развитии нарушений сперматогенеза указывают и работы других авторов [14–16]. В свою очередь, вызывает интерес изучение деталей патогенеза самого оксидативного стресса у мужчин с висцеральным ожирением, что диктует необходимость проведения дальнейших исследований.

Ограничения исследования

Формирование выборки проводилось из пациентов, наблюдавшихся в крупном федеральном медицинском центре, следовательно, данные о состоянии сперматогенеза в общей популяции мужчин могут отличаться от полученных в исследовании.

Заключение

У молодых мужчин с постпубертатным висцеральным ожирением и неотягощенным андрологическим анамнезом показатели сперматогенеза хуже наблюдаемых у здоровых мужчин. При небольшой выраженности висцерального ожирения (ОТ менее 102 см) количественные показатели сперматогенеза в большинстве случаев соответствуют нормальным значениям, однако АОА эякулята уже является патологической, что свидетельствует о развитии оксидативного стресса даже при невыраженном висцеральном ожирении.

Дополнительная информация

Источник финансирования. Работа проведена без какой-либо финансовой поддержки. Внешние источники финансирования и поддержки отсутствовали. Гонорары или другие компенсации не выплачивались. Исследование выполнено в рамках темы государственного задания на 2018 г.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Информация о вкладе каждого автора. Роживанов Р.В. – разработка концепции исследования, сбор научного материала, статистическая обработка данных, написание текста; Курбатов Д.Г. – разработка концепции исследования, редактирование текста.